CN212108659U - 一种供热系统三级管网平衡控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种供热系统三级管网平衡控制系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，所述的现场控制层包括三级管网控制单元，所述三级管网控制单元包括智能户控阀门控制系统和室内温度采集系统，所述的智能户控阀门控制系统包括平衡控制箱及与之连接的至少一个户控阀，平衡控制箱的数据集中器通过有线通讯方式与户控阀连接并通过数据传输层与数控控制中心连接，所述的室内温度采集系统包括至少一个室温采集器，所述室温采集器使用NB‑IOT无线通讯方式与数据集中器通讯连接。本实用新型具有安装方便、操作简单、节省人工、安全易用易维护的有益效果。

Description

一种供热系统三级管网平衡控制系统

技术领域

本实用新型涉及热力技术领域，尤其涉及一种水力调节技术，具体是指一种供热系统三级管网平衡控制系统。

背景技术

根据建设部第76号令规定，从2000年10月1日起实施《民用建筑节能管理规定》，该《规定》第5条要求：新居住建筑的集中供暖系统应当使用双管系统，推行温度调节和用户热量计量装置收费。2003年7月，建设部、财政部等8部门发出的通知，要求改革现行面积收费的办法，逐步推行城镇供热特许经营制度，积极推行城镇现有住宅节能改造和供热采暖设施改造，按用热量分户计量收费使供热走上商品化、货币化的道路。按热量分户计量收费，适应我国社会主义市场经济，会产生很高的经济效益和社会效益，对供热单位和热用户都是互惠互利的事情，使人们认识到“热”也是一种商品，这就为供暖系统的节能及节能建筑的推广创造了条件。同时热用户可根据自身的经济条件、热舒适度的需要，调节控制采暖用热量。住宅供暖分户热计量收费已势在必行，但要全面实施还有诸多问题急待解决。

而目前我国城镇住宅建筑的从暖系统，基本是采用双管或单管热水供热供暖系统，普遍存在水力失调，室内温度冷热不均，供暖能耗过大，造成热量大量浪费。分户热计量后，户内安装了恒温阀、智能温控阀等自动温度控制装置，用户根据自己的用热需求，对阀门进行调节。这种调节本质上是通过调节散热器的流量大小来调节散热器供热量的多少，从而达到控制室温的目的。但使用户管路中的流量也发生了变化。必然引起其它用户的流量发生变化，采暖热用户管路之间的流量会重新分配，引起动态水力失调。

热用户端供热管网型式有两种，一种是异程式管网，一种是同程式管网。异程式管网常采用支状布置方式，管道从热源到最远的用户逐步变细，供回水管道直径相同，这种方式使得热水流经近端用户的路程近，而流经远端用户的路程长，使得近端用户作用压差大，而远端用户作用压差小，这种管网如果设计、调节不合理就会造成近端用户流量远超过设计流量，远端用户流量远小于设计流量，造成近热远冷的现象。在同程式管网中，由于各热用户之间供热管道长度基本相等，水流动的距离基本相等，由于管道的比摩阻相近，所以水的阻力也基本相等。各用户之间流量基本平衡，即管网基本上可达到水力平衡状态，各用户之间也就基本上处于热力平衡状态。

供热管网水力平衡调节就是通过调节管路的阻力使各用户的流量最接近于设计流量。对于简单管路来说，压力降和阻力数流量之间有下列关系：

可见，作用压力一定情况下，管路阻力数与流量的平方成反比。对于供热管网来说，各用户之间是并联关系，存在如下流量分配关系：

阻力数S大的支管其流量小，阻力数S小的支管其流量大。由于设计是受管道规格、流速等的限制，各并联支路之间所需流量与支路阻力数之间难以达到上述关系，必然使有些支路流量大于所需流量，有些支路流量小于所需流量，出现水力失调现象，从而导致冷热不匀现象。所以，供热管网水力平衡调节的实质就是调节各支路阻力，使各支路所需流量与阻力数之间满足上述关系。

现有的三级管网平衡方式有：孔板节流法、平衡阀调整法、自力式平衡阀等。其优点、缺点介绍如下：

孔板截流法；就是在各个支线、每个用户回水口安装一只精密计算好的孔板来平衡管网。孔板截流法原理上平衡管网非常有效也非常节能，是调整管网平衡的上上选。但孔板的计算相当复杂，尤其是比较大的管网其计算难度难以想象。众多孔板的加工也是一道难题，因此这一方法很难推广。只是应用在管网的各大支线。平衡阀调整法；就是在每户回水口安装一只平衡阀用来调整管网。此种平衡阀设有刻度，有标尺的、有数字的，依据刻度调整管网平衡。该阀寿命长、调整方便、并设有阀锁装置。缺点是此种平衡阀的刻度并不线性，依据刻度调网不能知道流过该阀的准确水量，需依据温度反复试调。因此调网的劳动强度过大不太理想。自力式平衡阀、自力式压差平衡阀调整法；自九十年代出现自力式平衡阀以来，经过近二十年的使用改进，现已基本完善。 优点和缺点都非常明显。它有别于普通平衡阀，可以自动平衡管网，解决了调网劳动强度过大问题。并大大的改善了热网失衡，基本做到了平稳供热，是目前供热管网普遍采用的方法。但它的缺点也很突出。如该阀门阻力较大、水道狭窄易堵、出现故障不易发现排除等。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种安装方便、操作简单、节省人工、安全易用易维护的全自动水力调节自动平衡系统。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种供热系统三级管网平衡控制系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，所述的数据控制中心包括数据服务器、程序服务器、主操作电脑、工程师站以及通过通讯网络连接的远程移动终端，所述的数据传输层将数据通过无线或/和有线通讯方式与数据控制中心和现场控制层连接，所述的现场控制层包括三级管网控制单元，所述三级管网控制单元包括智能户控阀门控制系统和室内温度采集系统，所述的智能户控阀门控制系统包括平衡控制箱及与之连接的至少一个户控阀，平衡控制箱的数据集中器通过有线通讯方式与户控阀连接并通过数据传输层与数控控制中心连接，所述的室内温度采集系统包括至少一个室温采集器，所述室温采集器使用NB-IOT无线通讯方式与数据集中器通讯连接。

作为优选，所述的智能户控阀门控制系统还连接有串接在管路中的热量表。

作为优选，所述的平衡控制箱的数据集中器通过总线M_BUS的通讯方式与户控阀连接。

作为优选，所述数据传输层采用包括GPRS、4G、VPN和宽带中的一种或一种以上的组合的方式进行数据传输。

采用以上方案后，本实用新型中，所有换热站在一次管网侧根据要求安装平衡调节阀或者分布式变频泵，通过数据控制中心可对换热站现场实现“无人值守”全自动控制，所有数据可以通过VPN网络或者GPRS网络等无线通通讯方式传送至热网中心服务器上，针对二次管网根据改造区域管网实际情况在楼栋回水管道或单元进户管道上安装智能电动平衡阀、流量计、供回水温度测点，每栋楼安装一台智能多功能控制器接入智能电动平衡阀、供回水温度测点并能根据供回水平均温度情况、结合用户室内温度、气温情况进行自动控制，同时将采集到的现场参数通过采集通讯装置以GSM短信息、GPRS网络等无线通讯方式传送至热网控制中心服务器上，所有用户入户侧安装线性调节功能的智能户控阀，回水管道安装回水温度测量元件、机械式逆止阀，具备监控平台远方手、自动控制功能，根据用户回水温度调节户控阀开度，从而调节入户流量，用典型位置室温及环境温度进行修正。

综上所述，本实用新型通过管网水力控制分成现场控制层、数据传输层和数据控制中心，通过数据控制中心可实现对管网水力平衡实现自动调节和控制，具有操作简单、节省人工、安全易用易维护的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型一种供热系统三级管网平衡控制系统的整体结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本实用新型方案的技术特点，下面结合附图，并通过具体实施方式，对本方案进一步阐述。

如图1中所示，一种供热系统三级管网平衡控制系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，所述的数据控制中心包括数据服务器、程序服务器、主操作电脑、工程师站以及通过通讯网络连接的远程移动终端，所述的数据传输层将数据通过无线或/和有线通讯方式与数据控制中心和现场控制层连接，所述的现场控制层包括三级管网控制单元，所述三级管网控制单元包括智能户控阀门控制系统和室内温度采集系统，所述的智能户控阀门控制系统包括平衡控制箱及与之连接的至少一个户控阀，平衡控制箱的数据集中器通过有线通讯方式与户控阀连接并通过数据传输层与数控控制中心连接，所述的室内温度采集系统包括至少一个室温采集器，所述室温采集器使用NB-IOT无线通讯方式与数据集中器通讯连接。

在本实施例中，所述的智能户控阀门控制系统还连接有串接在管路中的热量表，所述的平衡控制箱的数据集中器通过总线M_BUS的通讯方式与户控阀连接，所述数据传输层采用包括GPRS、4G、VPN和宽带中四种方式组合的方式进行数据传输。

最后，还应说明，上述举例和说明也并不仅限于上述实施例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (4)

1.一种供热系统三级管网平衡控制系统，包括数据控制中心、数据传输层和现场控制层，所述的数据控制中心包括数据服务器、程序服务器、主操作电脑、工程师站以及通过通讯网络连接的远程移动终端，所述的数据传输层将数据通过无线或/和有线通讯方式与数据控制中心和现场控制层连接，其特征在于，所述的现场控制层包括三级管网控制单元，所述三级管网控制单元包括智能户控阀门控制系统和室内温度采集系统，所述的智能户控阀门控制系统包括平衡控制箱及与之连接的至少一个户控阀，平衡控制箱的数据集中器通过有线通讯方式与户控阀连接并通过数据传输层与数控控制中心连接，所述的室内温度采集系统包括至少一个室温采集器，所述室温采集器使用NB-IOT无线通讯方式与数据集中器通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种供热系统三级管网平衡控制系统，其特征在于，所述的智能户控阀门控制系统还连接有串接在管路中的热量表。

3.根据权利要求1所述的一种供热系统三级管网平衡控制系统，其特征在于，所述的平衡控制箱的数据集中器通过总线M_BUS的通讯方式与户控阀连接。

4.根据权利要求1所述的一种供热系统三级管网平衡控制系统，其特征在于，所述数据传输层采用包括GPRS、4G、VPN和宽带中的一种或一种以上的组合的方式进行数据传输。

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